多叶式微型气体箔片轴承的设计、制造与分析

摘要

微型气体轴承因为具有摩擦力小、稳定性高和散热性好等优点而广泛地应用在微型透平机械和辅助能源系统中.本文通过UV-LIGA方法制作和加工了一种具有分段式多叶箔片的微型气体轴承.分段式多叶箔片不仅可以保证转子在启停阶段具有低刚度还能保证转子运行时轴承具有高的承载能力.另外该种设计增加了箔片接触面积从而有利于增大轴承阻尼.为了研究该轴承的性能,分段式多叶箔片轴承被简化为弹性悬臂梁与气体润滑方程进行耦合分析.通过卡式定理建立箔片的刚度计算模型并用有限元软件验证了该模型的正确性.研究结果表明,通过设计合理的间隙来控制多叶箔片的自由端相互接触可以明显地改善轴承的性能.